Corrosion de l'acier par des pétroles contenant des acides naphténiques : recherche d'une méthode de mesure de la vitesse instantanée de corrosion

par Thierry Monsempès

Thèse de doctorat en Génie des matériaux

Sous la direction de Jean-Pierre Millet.

Soutenue en 2000

à Villeurbanne, INSA .


  • Résumé

    Les acides naphténiques sont des composés organiques que l'on trouve dans certains pétroles bruts. Responsables lors du raffinage d'une corrosion de nature supposée électrochimique dans la gamme de températures 200°C-400°C, leur action corrosive reste mal connue, en particulier au niveau des mécanismes réactionnels. Il n'existe pour le moment que peu de solutions permettant de raffiner ces bruts "acides" sans risque. Notre étude entre dans le cadre de la compréhension de ces mécanismes avec notamment pour objectif la détermination de la vitesse de corrosion induite par les acides naphténiques. Bien que très résistifs, les bruts ont été étudiés avec une technique électrochimique non stationnaire, la Spectroscopie d'Impédance Electrochimique (SIE). Un système à deux électrodes a tout d'abord permis de déterminer la contribution de la résistance d'électrolyte à l'impédance du système pour diverses températures ; des contributions interfaciales sont observées pour des essais à des températures inférieures à 150°C. La loi de variation des valeurs caractéristiques de ces contributions n'est pas connue. Un montage à trois électrodes a aussi été utilisé ; un soin tout particulier a alors été apporté au choix et à la conception de l'électrode de référence. Dans ce cas, seule une contribution de la résistance d'électrolyte est mesurée, révélant l'existence de capacités de couplage entre les différentes électrodes. Des mesures de variation de résistance électrique ont été réalisées en autoclave sur des sondes de corrosion avec des conditions expérimentales aussi proches que possible de celles rencontrées sur site. On observe une corrosion de la sonde mais deux phénomènes entrent en compétition : la dissolution par les acides naphténiques et la formation d'une couche de sulfure de fer. Les analyses physico-chimiques des sondes après essais montrent que ce dernier phénomène est prépondérant.

  • Titre traduit

    = Corrosion of carbon steel in crude oils containing naphthenic acids : Determination of methods for the evaluation of the instantaneous corrosion rate


  • Résumé

    Naphthenic acids are organic compounds which can be found in crude oils. When these crude oils are refined, the acids are the source of a corrosion supposed o be of electrochemical nature where temperatures range from 200°C to 400°C. This type of corrosion is little known as well as the chemical reactions describing it. At the moment, there are few solutions that can lead to a risk free refining of these crude oils. This study is intended to find out these chemical reactions with the primal objective to determine the corrosion rate that can be attributed to the naphthenic acids. Though highly resistive, crude oils have been studied using Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), a non-stationary electrochemical technique. A system with two electrodes allowed us on one hand to determine the contribution of the electrolyte resistance to the system impedance for several temperatures ; on the other hand, interfacial contributions are observed for temperatures below 150°C. The variation of the values characteristics of these contributions is not known. A system with three electrodes has also been used with particular care put in the choice of the reference electrode. In this case, only the contribution of the electrolyte resistance is measured, proving the presence of coupling capacities between the electrodes. Electrical resistance variations have been recorded in an autoclave using corrosion probes in conditions as close as possible to those encountered in refineries. There is some corrosion observed on the probe ; yet, two phenomena take place simultaneously : the metal dissolution provoked by naphthenic acids and the growing of an iron sulfide layer. Physico-chemical analyses prove that the latter is the most important.

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Informations

  • Détails : 183 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.173-176

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(2385)
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